サイリスタのヒステリシス:正帰還がラッチングを可能にする仕組み
サイリスタはヒステリシスを示す半導体デバイスです—トリガー刺激が除去された後もデバイスが現在の状態に留まる振る舞いです。古典的な例はトグルスイッチ:レバーを押すと2つの安定位置のどちらかにカチッと移動し、再度動かすまでその位置に留まります。対照的に、モーメンタリプッシュボタンは手を離すと即座に元の状態に戻り、ラッチング挙動を示しません。
現代のほとんどのトランジスタ—バイポーラ接合トランジスタ(BJT)、ジャンクション電界効果トランジスタ(JFET)、絶縁ゲート電界効果トランジスタ(MOSFET)—は非ヒステリシスです。与えられた入力に対して予測可能な出力を生成し、状態にラッチしません。しかしサイリスタは、一度トリガーされると「オン」状態を維持し、一度オフにすると「オフ」状態を維持します。このラッチング特性により、サイリスタはオンオフスイッチとしてのみ機能し、アナログ増幅器としては使用できません。
サイリスタはBJTと同じ基盤技術から構築され、フィードバックループで接続された一対のトランジスタとしてモデル化できます. 本質的に非ヒステリシスなコンポーネントからヒステリシスを生み出す鍵は正(再生)帰還です。負帰還が増幅器の利得を滑らかにし安定性を改善するのに対し、正帰還は出力を飽和方向に駆動します—まさにサイリスタが「現在の状態に留まりたがる」挙動を生むものです。
以下のセクションでは、すべて共通の2トランジスタコア回路を共有する複数のサイリスタタイプを検討します。それらに入る前に、それらに先駆けた技術であるガス放電管を見ておくと有用です。これらもラッチング挙動を示します。
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